Индустрия полимеров: материалы, оборудование, поставщики
Содержание
Впервые полимер удалось синтезировать в 1954 году. Это сделали двое ученых, специализирующихся в области органической химии: Карл Циглер (Германия) и Джулио Натта (Италия). В ходе предложенного процесса полимеризации удалось получить кристаллический полипропилен (формула (C3H6)n). Молекулярная структура нового вещества выглядит следующим образом:
Спустя всего 3 года после открытия компания Montecatini (Италия) уже производила новый полимер в промышленных объемах. Крупнейшими современными поставщиками являются крупные компании и корпорации ExxonMobil Chemical (США), SABIC (Саудовская Аравия), Borealis (Австрия), СИБУР (Россия), LyondellBasell (США) и некоторые другие.
Промышленный метод получения полипропилена заключается в полимеризации непредельного мономерного пропена с участием специальных веществ, выступающих в качества катализаторов:
Для улучшения эксплуатационных параметров полимера в его состав могут добавлять различные вещества и наполнители в виде небольшого количества талька, глины, а также добавок из карбоната кальция, углеродистых и стеклянных волокон (для армирования).
Факторы, определяющие стабильные темпы роста выпуска полипропиленовых материалов, заключаются в ряде их преимуществ перед другими традиционными конструкционными пластическими массами (а иногда и металлами):
Важно:
Важным свойством полимера является его безопасность: он не оказывает негативного химического или токсического воздействия на организм человека.
Существует две основные разновидности полимера, отличающиеся химическим составом, свойствами и областью применения:
| Показатель, единица измерения | Значение показателя | Примечание |
|---|---|---|
| Температура плавления полипропилена, °C | от 135 до 165 | Для гомополимера 160 – 165; для сополимера при 135 – 159. |
| Плотность материала, г/см3 | от 0,898 до 0,908 | Сополимеры 0,898 – 0,908; гомополимеры 0,904 – 0,908;. |
| Устойчивость к химическим соединениям | Да | Можно применять в кислотной среде (в концентрированном или разбавленном виде), при контакте со спиртами, альдегидами, кетонами, сложными эфирами, в среде алифатических углеводородов. Менее выраженная устойчивость в среде окислителей, ароматических и содержащих галоген углеводородов. Не подвержен растворению в жидкостях органического происхождения при нормальной температуре. |
| Горючесть | Поддерживает горение | |
| Водопроницаемость | Нет | |
| Водопоглощение | Низкое | |
| Проводимость электрического тока | Диэлектрик | Характеризуется хорошими электроизоляционными свойствами |
| Воздействие микроорганизмов (бактериальных, грибковых и других) | Низкая чувствительность |
Слабые стороны полипропилена, ограничивающие его применение в качестве конструкционного материала, проявляются в следующих свойствах:
Определившись с тем, что такое полипропилен, ознакомившись с его видами и основными свойствами, перейдем к способам его использования.
Направления применения полимера характеризуют следующие цифры:
Область применения |
Удельный вес в объеме произведенного полипропилена в мире, % |
|---|---|
| Производство упаковки | 33 |
| Изготовление мебели | 14 |
| Автомобилестроение | 12 |
| Товары широкого спроса | 10 |
| Электроника | 9 |
| Строительство | 6 |
| Прочие области применения | 16 |
Высокие прочностные характеристики, оптическая привлекательность, надежные барьерные свойства, подходящее качество поверхностей и относительно низкая стоимость являются базовыми характеристиками, которые определяют широкое использование полимера для производства упаковочной продукции:
Полипропиленовые пленки нашли широкое применение и стали популярным упаковочным материалом благодаря своей прозрачности, гибкости, стойкости к нагреванию и легкости сваривания. Существуют так называемые «ориентированные» пленки с повышенной жесткостью, прочностью, влагоизоляционными свойствами.
Полипропиленовые элементы можно найти во множестве товаров широкого потребления:
Благодаря небольшому удельному весу, хорошей устойчивости к агрессивным химическим соединениям, удачному сочетанию жесткости и ударной вязкости, полипропилен широко используют для производства деталей для автомобилей:
Химическая и биологическая устойчивость дают возможность использовать PP пластик для медицины при производстве:
Благодаря хорошему пределу прочности, коррозионной устойчивости и возможности эксплуатации в условиях повышенных температур, листовой полипропилен используют для изготовления:
Из полипропилена получают прочные эластичные волокна с повышенной термостойкостью.
Нельзя не отметить множество изделий, используемых в электротехнике:
Одним из преимуществ полипропилена является возможность его промышленной обработки большинством существующих методов.
Самыми типичными и распространенными для этого материала являются технологии:
Для изготовления детали литьевым способом расплав с температурой от 200 до 300 °C разливают в формы. Материал перед плавлением не требует специальной предварительной подготовки и сушки. В зависимости от конфигурации и толщины стенок изделия, условий переработки, а также характеристик самого полипропилена, он дает в форме усадку в пределах 1,5 - 3 %.
Подогрев формы для литья (не более 80 °C) позволяет повысить уровень глянца готового изделия.
С применением этой технологии получают:
и другие изделия.
В ходе технологического процесса происходит сжатие расплавленного до температуры 200 – 300 °C полимера в соотношении 3 : 1 с помощью нагретого до 180 – 205 °C материального цилиндра.
Полипропилен имеет широкие возможности вторичной переработки: он успешно выдерживает не менее 4 циклов производства и переработки.
В процессе рециклинга происходит новая полимеризация пропилена:
Из вторичного полимера получают:
Причем изделия можно получать как из 100 % вторичного ресурса, так и из смешанной с первичным полипропиленом массы.
Смотрите также по теме «Полипропилен: что это за материал и где его используют»: